安徽省郎溪中学2020学年高二物理下学期期末模拟试题 16页

‎2020学年第二学期高二年级期末考试 ‎ 物理学科 总分：100分 考试时间：100分钟 一、选择题(1~8单选，9~12多选，每个4分，半对得2分，选错不得分，共48分）‎ ‎1. 在物理学发展过程中，下列叙述不符合史实的是（ ）‎ A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系 B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C. 卡文迪许用扭秤实验测定了引力常量G和静电力常量k的数值 D. 开普勒提出了三大行星运动定律后，牛顿发现了万有引力定律 ‎2. 如图所示，物块A放在木板B上，A、B的质量分别为m和2m，A、B之间的动摩擦因数为，B与地面之间光滑。若将水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时A的加速度为；若将水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时B的加速度为，则与的比为（ ）‎ A.1:2 B.2:1 C.1:3 D. 3:1‎ ‎3. 火星成为我国深空探测的第二颗星球，假设火星探测器在着陆前，绕火星表面匀速飞行(不计周围其他天体的影响)，航天员测出飞行N圈用时t，已知地球质量为M，地球半径为R，火星半径为r，地球表面重力加速度为g，则（ ））‎ A. 火星探测器匀速飞行的速度约为 B. 火星探测器匀速飞行的向心加速度约为 C. 火星探测器的质量为 D. 火星的平均密度为 ‎4. 一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其“速度—时间”图象如图所示。分析图象后，下列说法正确的是（ ）‎ A.粒子在A处的电势能大于在C处的电势能 B. A、C两点的电势差大于B、D两点间的电势差 C. B、D两点的电场强度和电势一定都为零 D. A处的电场强度大于C处的电场强度 ‎5. 如图所示，匀强电场方向平行于xOy平面，在xOy平面内有一个半径为R＝5 cm的圆，圆上有一动点P，半径OP与x轴方向的夹角为θ，P点沿圆周移动时，O、P两点的电势差满足UOP＝25sin θ(V)，则该匀强电场的大小和方向分别为(　　)‎ A. 5 V/m，沿x轴正方向 B. 500 V/m，沿y轴负方向 C. 500 V/m，沿y轴正方向 D. 250V/m，沿x轴负方向 ‎6. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流计，A为理想电流表.开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，则以下说法正确的是（ ）‎ A. 在P向上移动的过程中，A表的示数变大，油滴仍然静止，G中有方向由a至b的电流 B. 在P向上移动的过程中，A表的示数变小，油滴向上加速运动，G中有方向由b至a的电流 C. 在P向下移动的过程中，A表的示数变大，油滴向下加速运动，G中有方向由b至a的电流 D. 在P向下移动的过程中，A表的示数变小，油滴向下加速运动，G中有由a至b的电流 ‎7. 如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的理想边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线位置Ⅰ开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度为v/2。则下列说法错误的是（ ）‎ A. 在位置Ⅱ时线框中的电功率为 B. 此过程中回路产生的电能为 C. 在位置Ⅱ时线框的加速度为 D. 此过程中通过导线横截面的电荷量为 ‎8. 如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D上，a球置于C点正下方的地面上时，轻绳Cb恰好处于水平拉直状态．现将b球由静止释放，当b球摆至最低点时，a球对地面压力刚好为零．现把细杆D水平移动少许，让b球仍从原位置由静止释放摆至最低点的过程中，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 若细杆D水平向左移动，则b球摆至最低点时，a球会离开地面 B. 若细杆D水平向右移动，则b球摆至最低点时，a球会离开地面 C. b球重力的功率先变大后变小 D. b球所受拉力的功率不断增大 ‎9．甲、乙、丙、丁四个物体的运动情况分别如图所示，甲图和乙图的中图线都是倾斜直线，丙图和丁图的中图线都是平行横轴的直线，从图中可以判断这四个物体分别所受合力的特征，下列说法正确的是 ‎ ‎ A甲物体受到的合外力与初位移x0方向一定相反 B乙物体受到的合外力方向先与初速度v0方向相反，一段时间后与速度方向相同 C丙物体受到的合外力不为零 D丁物体受到的合外力方向与初速度方向可能不同 ‎10. 如图所示，小车内固定着一个倾角为60°的斜面OA，挡板OB与水平面的夹角θ=60°。可绕转轴O在竖直平面内转动，现将一成量为m的光滑圆球放在斜面与挡板之间，下列说法正确的是( ）‎ A. 当小车与挡板均静止时，球对斜面0A的压力小于mg B. 保持θ=60°不变，使小车水平向右运动，则球对斜面OA的压力可能为零 C. 保持小车静止， 在θ由60°缓慢减小至15°的过程中，球对挡板OB的压力逐渐先减小再增大 D. 保持小车静止， 在θ由60°缓慢减小至15°的过程中，球对挡板OA的压力逐渐增大 ‎11. 如图甲所示的电路中理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，A 、V均为理想电表，R、L和D分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、理想线圈和灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电压u的频率为100 Hz B. V的示数为V C. 有光照射R时，A的示数变大 D. 抽出L中的铁芯，D变亮 ‎12. 如图所示，粗糙斜面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点．现将物块拉到A点后由静止释放，物块运动到最低点B，图中B点未画出．下列说法正确的是（　　）‎ A. B点一定在O点左下方 B. 速度最大时，物块的位置可能在O点左下方 C. 从A到B的过程中，物块和弹簧的总机械能一定减小 D. 从A到B的过程中，物块减小的机械能一定等于它克服摩擦力做的功 二、实验题（每空2分，共18分）‎ ‎13. 某小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如图甲所示的实验：在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿盘边缘移动的拉力传感器A、B，两传感器的挂钩分别系着轻绳，轻绳的另一端系在一起，形成结点O，并使结点O位于半圆形刻度盘的圆心。在O点挂上重G＝2.00 N的钩码，记录两传感器A、B的示数F1、F2及轻绳与竖直方向的夹角θ1、θ2，用力的图示法即可验证力的平行四边形定则。‎ ‎(1)当F1＝1.00 N、F2＝1.50 N，θ1＝45°、θ2＝30°时，请在图乙中用力的图示法作图________，画出两绳拉力的合力F，并求出合力F＝________N。(结果保留三位有效数字)‎ ‎(2)该组同学在实验中，将传感器A固定在某位置后，再将传感器B从竖直位置的P点缓慢顺时针旋转，得到了一系列B传感器的示数F2和对应的角度θ2，作出了如图丙所示的F2—θ2图象，由图丙可知A传感器所处位置的角度θ1＝________。‎ ‎14. 实验小组要测量一节干电池的电动势和内电阻。实验室有如下器材可供选择：‎ A．待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω）‎ B．电压表（量程3V）‎ C．电压表（量程15V）‎ D．电流表（量程0.6A）‎ E．定值电阻（阻值为50Ω）‎ F．滑动变阻器（阻值范围0-50Ω）‎ G．开关、导线若干 ‎⑴为了尽量减小实验误差，在如图1所示的四个实验电路中应选用___________。‎ ‎⑵实验中电压表应选用___________。（选填器材前的字母）‎ ‎⑶实验中测出几组电流表和电压表的读数并记录在下表中。‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压U（V）‎ ‎1.45‎ ‎1.40‎ ‎1.30‎ ‎1.25‎ ‎1.20‎ ‎1.10‎ 电流I（A）‎ ‎0.060‎ ‎0.120‎ ‎0.240‎ ‎0.260‎ ‎0.360‎ ‎0.480‎ 请你将第5组数据描绘在图2中给出的U－I坐标系中并完成U－I 图线；‎ ‎⑷由此可以得到，此干电池的电动势E=________V，内电阻r =________Ω。（结果均保留两位有效数字）‎ ‎⑸有位同学从实验室找来了一个电阻箱，用如图3所示的电路测量电池的电动势和内电阻。闭合开关后，改变电阻箱阻值。当电阻箱阻值为R1时，电流表示数为I1；当电阻箱阻值为R2时，电流表示数为I2。已知电流表的内阻为RA。请你用RA、R1、R2、I1、I2表示出电池的内电阻r =_________________。‎ 三、解答题（15题10分，16题12分，17题12分，共34分）‎ ‎15. 某高速公路的一个出口路段如图所示，情景简化：轿车从出口A进入匝道，先匀减速直线通过下坡路段至B点（通过B点前后速率不变），再匀速率通过水平圆弧路段至C点，最后从C点沿平直路段匀减速到D点停下。已知轿车在A点的速度v0=72km/h，AB长L1＝l50m；BC为四分之一水平圆弧段，限速（允许通过的最大速度）v=36 km/h，轮胎与BC段路面间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，CD段为平直路段长L2=50m,重力加速度g取l0m/s2。‎ ‎（1）若轿车到达B点速度刚好为v =36 km/h，求轿车在AB下坡段加速度的大小；‎ ‎（2）为保证行车安全，车轮不打滑，求水平圆弧段BC半径R的最小值；‎ ‎（3）轿车A点到D点全程的最短时间。‎ ‎16．在xoy平面直角坐标系的第I象限有分界线OA，OA与x轴正方向夹角为30°，如图所示，OA与y轴所夹区域存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，其他区域存在垂直坐标平面向外的匀强磁场；有一带正粒子质量m，电量q，从y轴上的P点沿着x轴正方向以大小为的初速度射入电场，运动一段时间后沿垂直于OA方向经过Q点进入磁场，在磁场中偏转后垂直y轴进入第III象限，最终从y轴上M点再次进入匀强电场，不计粒子的重力。‎ ‎（1）求Q点坐标；‎ ‎（2）求匀强磁场的磁感应强度B0；‎ ‎（3）粒子从P点运动至M点过程所用时间t。‎ ‎17. 如图所示，两光滑金属导轨，间距d＝2m，在桌面上的部分是水平的，仅在桌面上有磁感应强度B＝1T、方向竖直向下的有界磁场，电阻R＝3Ω，桌面高H＝0.8m，金属杆ab质量m＝0.2kg，其电阻r＝1Ω，从导轨上距桌面h＝0.2m的高度处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s＝0.4m，取g＝10m/s2，求：‎ ‎（1）金属杆刚进入磁场时，R上的电流大小；‎ ‎（2）整个过程中电阻R放出的热量；‎ ‎（3）磁场区域的宽度。‎ ‎2020学年第二学期郎溪中学高二年级期末考试（模拟）‎ 物理学科试题——答案 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ C A B D C B C C BD BC CD BC ‎13.【答案】 (1). (1)如图所示 ‎ (2). 2.01(1.97～2.05) (3). (2)60°‎ ‎【解析】（1）F1、F2的图示及力的合成图如图所示，根据比例关系可知合力大小为2.01N．‎ ‎（2）根据丙图可知，当θ2＝时，F2=2.0N F1、F2的合力仍为重力G=2N，根据平衡条件则有：F1cosθ1+F2cos60°=G，F1sinθ1=F2sin60°，‎ 解得：F1=2N，θ1=60°‎ ‎14.【答案】 (1). ⑴丙 (2). ⑵B (3). ⑶见图：‎ ‎ (4). ⑷1.5（1.49～1.51）；0.83（0.81～0.85） ‎ ‎(5). ‎ ‎【解析】试题分析：（1）测干电池的电动势和内阻，采用的方法是作出U-I图象，然后求出电源电动势与内阻，故甲、乙电路不行，误差太大；根据U=E-Ir测量干电池电动势和内阻时，需要测出多组对应的路端电压U和干路电流I，电压表和电流表内阻影响会造成实验误差．干电池内阻较小，所以丁电路中的电流表分压影响较大，因此应选择丙电路．‎ ‎（2）由于待测干电池电动势约为1.5V，故选择量程为3V的电压表即可，故选B；‎ ‎（3）将第5组数据描绘在图2中给出的U-I坐标系中作出U-I 图线如右图所示；‎ ‎（4）由作出的U-I 图线，可得干电池的电动势E=1.50V 内电阻r等于图线的斜率，则 ‎（5）当电阻箱阻值为R1时，电流表示数为I1，由闭合电路的欧姆定律有：‎ 当电阻箱阻值为R2时，电流表示数为I2，由闭合电路的欧姆定律有：‎ 联立解得电池的内电阻为：．‎ 考点：测定电源的电动势及内阻 ‎15.【答案】（1）1m/s2（2）20m（3）23.14 s ‎【解析】试题分析：①本题有三个过程：AB匀减速直线运动；BC匀速圆周运动；CD匀减速直线运动。②车轮不打滑的临界条件是向心力由最大静摩擦力提供。‎ ‎（1）v0=72km/h=20m/s，AB长L1=l50m，v=36km/h=10m/s，对AB段匀减速直线运动有 v2−v02=-2aL1‎ 代入数据解得   a=1m/s2‎ ‎（2）汽车在BC段做圆周运动，静摩擦力提供向心力，‎ 为了确保安全，则须满足  Ff≤μmg 联立解得：R≥20m，即：Rmin=20m　‎ ‎（3）设AB段时间为t1，BC段时间为t2，CD段时间为t3，全程所用最短时间为t．‎ t=t1+t2+t3‎ 解得：t=23.14 s ‎16.（1）设垂直OA到达Q点的速度为vQ，将速度分解为水平方向的v0‎ 和竖直方向的vy，如图所示，则，，，‎ Δx=‎ 则Q点坐标为（）即（，）‎ ‎（2）做出粒子在磁场中的运动轨迹如图，根据几何知识可得出原点O即为轨迹圆的圆心，半径设为R．在电场中的运动，由类平抛的知识可得：，‎ 在磁场中的运动，由圆周运动的知识可得：，‎ 所以 ‎（3）在电场中有，‎ 磁场中 总时间 ．‎ ‎17.【答案】（1）1A（2）0.225J（3）0.2m ‎【解析】（1）设棒刚进入磁场时速度为v0，由机械能守恒定律有：mgh=mv02‎ 解得：v0=2m/s 又由法拉第电磁感应定律有：E=Bdv0=4 V 由闭合欧姆定律有： ；‎ ‎（2）设金属杆离开磁场时速度为v1，金属杆离开磁场做平抛运动，由平抛运动规律，在竖直方向，H=gt2，‎ 在水平方向，s= v1t，‎ 联立解得：v1=1m/s。‎ 根据能量守恒定律，整个过程中回路产生的焦耳热Q=mv02-mv2，‎ 电阻R放出的热量QR=Q 联立解得：QR=0.225J。‎ ‎（3）设磁场区域的宽度为L，金属杆通过磁场过程中某一时刻的速度为v，在接下来的一段很短时间内△t内速度变化为△v，则由牛顿第二定律，‎ ‎-F=ma=m，‎ F=BdI，I=, E=Bd v ,‎ 或根据动量定理：- BdI△t=△p 整理得：-v△t=m△v。‎ 对于整个金属杆通过磁场的过程，-∑v△t=m∑△v。‎ 而：∑v△t=L，∑△v= v1- v0‎ 联立解得：L=0. 2m ‎